Gilbert Boston, Massachusetts'te doğdu.Sidwell Friends School, Harvard Üniversitesi ve Cambridge Üniversitesi'nde eğitim gördü. Allan Maxam ile yeni bir DNA dizileme yöntemi geliştirir. İnsülinin ilk sentezini deneme yaklaşımı, Genentech'in doğal bir kaynaktan ziyade nükleotidlerden yapılmış bir gen kullanma yaklaşımı karşısında başarısız oldu.
O ve Frederick Sanger, Paul Berrg, 1980Nobel Kimya Ödülü'nün yarısının ortak kazananlarıydı. "Nükleik asitlerdeki baz dizilerinin belirlenmesine katkılarından dolayı ». Gilbert aynı zamanda 1967'de Carl Woese tarafından önerilen "RNA dünyası hipotezi" isminin mucididir.
Gilbert, Biogen'in kurucu ortaklarındandır. AIDS tartışmasına yaptığı katkılarla, daha sonra kendisini uzaklaştıracağı tezlerle tanınır..